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电路与模拟电子技术

时间:2022-06-12 14:50:53

电路与模拟电子技术

电路与模拟电子技术范文1

电子技术的发展,推动各行各业的发展,应用广泛———广播通信、网络、航空航天、工业、交通、医学、消费类电子领域都离不开电子技术。众所周知的北京2008年奥运会的水立方建筑运用50万颗LED灯构成世界上最大的半导体照明工程。学习电子技术基础是适应时展之必须。高职教育不同于普通高等教育,它的专业设置和课程设置指导思想都是以服务为宗旨,以就业为导向。针对区域经济发展的要求,我们进行了广泛的市场调研,重点调研了长三角地区高职毕业生的主要就业岗位,需要具备的职业能力及从业资格证书等问题,应用电子专业的就业岗位主要有:电子产品维修工,电子产品装配工,电子产品调试员,电子产品工艺员。通过岗位的典型工作任务,职业能力分析,归纳出职业行动领域,然后根据我系的实际教学条件,实训条件,将职业行动领域转化为学习领域,构建了《电路与模拟电子技术》这门课程。同时,我们制定了课程标准。

2电路与模拟电子技术课程目标

本课程的总体目标是:通过对电路原理、常用电子元器件、模拟电路及其系统的分析和设计的学习,使学生获得电路与模拟电子技术方面的基础知识、基础理论和基本技能,为深入学习电子技术及其在专业中的应用打下基础。其中包括:(1)知识目标:掌握电路基本概念、基本分析和计算方法;会计算电路主要参数;掌握电路波形图画法、建立电路模型的方法;会判断器件类型、电路工作状态;(2)能力目标:培养学生正确使用常用仪表的能力;培养学生正确选择元器件的能力;培养学生检索与阅读各种电子手册及资料的能力;培养学生识读与分析电路的能力;培养学生安装和焊接电路的能力;培养学生电路测试方案的设计能力和对测试数据的分析能力;培养学生排除电路故障的能力;培养学生进行简单电路设计的能力;(3)情感目标:通过趣味案例激发学生好奇心和学习兴趣;通过学习情境挖掘学生的求知欲和创造欲,树立学生自信心。

3电路与模拟电子技术课程设计

本门课程设计的理念是:以学生职业能力的培养为最根本的出发点,理论学习以必须,够用为度,同时进行课证融合。在课程的教学过程中采用多种教学方法和手段:传统的教学法、直观教学法、探究法、启发式教学和多媒体教学手段。

4电路与模拟电子技术课程实施

在课程的实施过程中教师首先进行了学情分析:高职院校的学生学习基础普遍较差,学习能力欠缺,急于求成,缺乏持久性。虽然学生对电类专业课入门的学习具有一定的兴趣,但这种兴趣不够稳定,需要教师创设适度的情境,适时地激发。所以在教学过程中,教师要力求做到将深奥的知识浅显化,抽象的知识形象化。课程的重点难点是半导体器件,放大电路,负反馈。教师对重点、难点的处理方法有:(1)传统的讲解法;(2)直观式教学;(3)配合flas演示;(4)通过万用表测试加深理解;(5)创建学习情境。例如:在半导体器件的讲解部分,可采用直观式的教学法,带领学生认识各种不同的二极管,三极管。对于三极管的讲解,配合万用表测试加深理解。下面以一次课实验课———三极管电流放大特性为例,来说明课堂的教学组织。三极管的电流放大特性这节内容是深入模拟电子技术部分的第一道难关。学生只有深入到心里层面去理解了这节内容,才可以举一反三去理解后续学习的电子元器件。教师采用基于工作过程“教、学、做”一体化的教学设计,把启发式教学贯穿整个教学过程,通过探究实验操作和多媒体仿真,把抽象的理论知识难度降低,达到突破难点,帮助学生化难为易,让学生轻松愉快充满信心地完成学习。

5考核方案

课程的考核方案根据学院教务处的要求,期中成绩占30%,平时成绩占30%,期末成绩占40%。平时成绩包括:课堂考核,课后作业,单元测验。在学期结束前另有为期一周的教学实习,教师根据维修电工的考试内容结合实际情况申报,并由系部统一采购实习耗材。实习的考核分为:优———电路功能完全实现,性能优良,工艺精美。良———电路功能基本实现,性能优良。中———电路功能基本实现,性能不够稳定。及格———在教师辅助制作下,电路功能基本实现。不及格———电路功能未实现且学习态度有问题。

6教学评价

课程的教学评价包括:校内督导评价,同行专家评价,教师自我评价,学生评价。

7课程特色及展望

电路与模拟电子技术范文2

【关键词】模拟电子技术;数字电子技术;优势分析

随着电子技术的发展,电路技术的应用不断地增加,在很多领域被广泛地使用。尤其是在工业领域中,计算机技术以及实际的技术结合起来,使得现代工业和电子行业发生了巨大的变化,产生了进步。在实际运用中,实际的电子技术的应用,使用到的技术包含了模拟和数字两种主流,存在差别,也存在共同点,需要对其优势进行对比,并且加以分析。本文对于不同领域的电子技术应用的观点,期望对于工业领域的技术应用具有参考价值。

1模拟电子技术的应用

电子技术在电路中应用,采用后期反馈器和增益的方法,将基本的元器件进行功能的放大,得到了基本电路的技术应用。采用模拟和数字方式作为基础的分析方向,采用不连续的模拟电子技术和针对性的数字电子信号,加以连续的处理,在模拟的电子技术的使用领域中,其使用的范围较为广泛。尤其是工业控制设备的电路技术运用中,采用针对性的连续的电子信号进行模拟的技术处理,具有造价较低和技术娴熟的优势,但是在传输的效果上具有差异,例如容易被噪声影响,因此,信号的接收效果可能会较差[1]。

2数字电子技术的应用

数字电子技术对于设备的精度要求较高,经过抽样的技术定理之后,模拟的信号被形成了精度较高的电子信号。采用数字电子技术,将信号的传输速度和京都提高,减少噪声对于信号的影响,同时给数字信号以高级的系统加密处理。信号经过传递后,在安全性和保障上得到了提升。并且采用译码和解码的方法,将信号加以传播,信号受到噪声的影响越来越少,被还原和解码的过程变得简单,数字信号的优势逐渐凸现出来。实际的数字信号在传输过程中,效果更好,以数字电视为例,数字技术使得画面的清晰度不断提升,这正是数字信号的优势体现。

3实例分析:通信技术中模拟电话通信和数字电话通信的区别

模拟电话通信技术中,在信号的发送端,模拟的声能被转化为电能,在送话器为代表的线路传输中,采用的频率和幅度,不断地通过线路传输,让讲话的声波发生了连续的变化,并将模拟的信号通过受话器转化为原声,实现了电能的模拟信号的转化,而数字电话通信系统中,语音声波由模拟信号,发生了声和电的转换,数字信号的转变,将模拟的二进制信号,变为数字信号,只要通过数字电话中的数字和模拟的转换功能的切换,就可以进行语音声波的转换,由模拟的电信号转变为数字电信号[2]。

4模拟和数字电子技术的对比

采用对比的方法,将电子技术与计算机技术加以结合,实现电路领域中的数字和电子技术的多功能的分析和对比。将不同的电路中的不同的功能进行不计较,形成以信号为对比的电子技术主导。(1)信号的形式取决于电子技术的作用,例如信号形式和电路形式,是根据电路的技术匹配,进行运作的。在电路的精度要求方面,由于容易受到噪声的影响,信号的接收效果传输的效果会有差异。进行模拟电子技术的相关技术标准是根据模拟电路的特点进行设计,信号的传播效率以及接收效果要求也比较高。根据电路的要求,使用的技术也会比较娴熟,拟电子技术一般就针对模拟信号进行使用,尤其是对信号传播的精度要求高的电路中,一般都要采用数字电子技术。模拟电路一般造价相对较低,模数字电子技术一般就会针对数字信号进行使用,模拟电子技术虽然存在一定不足,但是要考虑市场造价,则会根据电路的要求以及其复杂程度和精度进行相应的使用。模拟电路就会更加适合设计为增益与放大器的电子电路,模拟电子信号在一些低端的应用中比较适合。但是由于电路要求相对简单,依然有较大的市场占有率,依据电路的形式以及信号的传播要求,先进行相应的电子技术选择,数字中数字电子电路的设计电子技术可以采用不同的电子技术对应不同的信号形式,模拟电路中原理相对简单,并且造价较低,一般适合采用中低端的电子电路由此,相应的技术匹配的差异就显现出来了,数字电子技术可以实现高精度,造价相对较高。所以,一般都会在比较高端的设备中使用,模拟电子技术造价有一定的优势,在国内拥有较大市场[3]。(2)模拟通信技术的保密性较差,容易在有线或者微波通信的方式下被窃听,而且由于外界的通信系统容易扰,因此在电信号的传输中,常常由于通信的干扰等使得各种噪音都会对其通信系统进行干扰,导致通信质量下降,但是采用模拟通信的优点在于能够直观实现并且容易使用。数字通信的优点是占用的频带宽,而且技术较为复杂,在进行数字和模拟的转化的时候,对于同频的技术要求十分高,对于量化性误差的转化,采用的转换方法,可以随着用户的声音变化的大小而转变,例如信息参数给定时间和幅度上的设定值后,就会在现实生活中采用还原的方法,将信息出力为通信模式。这种技术可以作为通信技术的应用,也可以作为信息处理技术加以应用。目前市场上采取的高清晰度的电视、数字信息处理设备等,还有数字通信网络、数字电子计算机处理信号,都是采用计算机和通信结合的方式,将数字信号进行使用,例如程控数字交换机,采用了人工智能技术,替代传统的人力操作,不断接线准确,而且工作效率非常高,人工和设备得到了大大的节约,数字信号也便于存储[4]。(3)电路工程中,对于信号形式的选择,一般是采用电子技术的形态进行匹配的,模拟电路使用模拟电子信号,电路的精确程度相对较低,模拟电路传播效果差异性较大,在接收信号的时候往往较容易受到干扰,但是数字化信号技术未来的发展将是远大的,因为数字电路有着模拟电子信号无法比拟的优势,例如通信系统和计算机系统的应用,越来越在物理量值的应用上对于精确值有要求,而且也要求数字设备等载体的体积更为小巧,信息存储更加便捷。因此,数字技术的应用,如果能够在造价上加以降低,强化其精确性和抗干扰能力,就能通过数字电路的使用,使得优势更加凸显,因此拥有广阔的市场空间。(4)模拟电子技术的现状是建立在多端化和集成化的基础上,采用计算机辅助的方式,在线性扩展上不断从无源向着有源改进,从单元的件的分立到电路系统的集成,不断涌现新的研究成果和方向。如今,电子信息工程和通信工程专业已经将模拟电子技术列为必修课,在现代科学技术中被作为举足轻重的学科予以重视。而采用数字电路进行信号处理,优势也日渐突出,例如数字化浪潮对于各行各业的席卷,预示着电子技术的需求缺失已经到了更新换代的底部,今后关于数字电路处理模拟信号的创新和颠覆将此起彼伏。或者也许在未来,两种技术会结合,各自发挥优势,在不同的电路中发挥不同的功能。

5结语

在信号处理和电子电路应用上,两种电子技术:模拟和数字,对信号的应用各有不同。自然界中较为普遍存在的是以连续信号形式存在的模拟信号,而数字信号的使用更多的是采用抽样定理获得。当前,在实际运用中,低端的电路设备采用模拟电子技术较多,但是误差率难以避免,而高精尖的电路设备中,数字电子技术利用抽样定理,能够保证信号的精确度,因此从目前的运行来说,两种电子技术在不同的领域的运用各有千秋。

参考文献

[1]孙炳.模拟电子技术与数字电子技术的优势比较[J].电子技术与软件工程,2015(16):146.

[2]冀炜,于富尧,常思安,等.模拟电子技术与数字电子技术的对比分析[J].通讯世界,2016(7):266.

[3]吕晓侃.模拟电子技术与数字电子技术的比较分析[J].数字技术与应用,2016(11):251.

[4]李永鸿.模拟电子技术与数字电子技术优势对比[J].电子制作,2017(4):29.

电路与模拟电子技术范文3

关键词:电脑模拟仿真技术;电子维修教学;运用

中图分类号:G71 文献标识码:A

文章编号:1009-0118(2012)08-0125-02

随着电脑技术的飞跃,人们进入了数字化网络时代,相应的电脑电子技术的应用率也大大提高,特别体现在教学实践过程中,由于电脑模拟仿真技术的应用,填补了传统教学的抽象化,不但一定程度上提高了教学层次,而且节约了教学材料的成本。像利用电脑模拟仿真技术做成相应的电路模型,然后利用仪器器材去进行实验研究,不仅节约了实验器材,而且培养了学生的兴趣。

一、电脑模拟仿真技术的定义

仿真,Simulation,就是利用项目模型使得在某个具体层次上的不确定性因素转化成对目标的影响。仿真又被叫做蒙特卡罗方法(Monte Carlo),是一种通过使用随机数做实验来求解随机问题的技术方法。所以,蒙特卡罗方法,又名随机抽样或者统计实验方法,它属于计算数学的分支之一,是本世纪四十年代中期为了适应当时原子能发展而出现的。蒙特卡罗方法的基本思想是:当所要求解的问题是某种事件出现的概率,或者是某个随机变量的期望值时,它们可以通过某种“实验”的方法,得到这种事件出现的频率,或者这个随机变数的平均值,并用它们作为问题的解。

蒙特卡罗方法起源于1876年,从1946年到1952年,数字电脑发展于科研机构,从而冗长的计算成为可能,而这样的计算就是蒙特卡罗方法所需求的。

电脑模拟仿真技术是一门综合性技术,它的基础是数学理论、相似原理、信息技术、系统技术等专业技术,电脑以及各类物理效应设备则是工具,利用的则是系统模型对实际的或者设想的系统,从而进行实验研究。它是多个高新技术领域知识的集大成者,包含了电脑、网络、图形图像、面向对象等技术以及多媒体、软件工程、信息处理、自动控制等。

二、电脑模拟仿真技术的特点

(一)更加直观,简化学习

因为使用电脑模拟仿真技术进行电子维修教学时,可以制作出和实际状况一致的仪器与图标,所以,方便了学生们进一步的学习。

(二)分析手段多样化

电脑模拟仿真技术制作的模型,拥有相对完整的元件库,同时,电脑模拟仿真技术的混合模拟功能以及数字信号模拟功能,对电路仿真图形中的电波及各工作状态下的数据不仅具有储存作用,而且兼备打印作用。电脑模拟仿真技术具备静态、动态以及失真等各种状态的分析,同时对于电路中出现的短路和其他故障能及时做出判断分析。

(三)教学结合优点多

首先,电脑模拟仿真技术提供的实验方法相对简单易操作,实践于电子维修教学不但成本低,而且系统的自动检修和维护使得系统的长期使用得到了保障。所以,学生们在实际进行实验的时候,不必担心由于自身的操作错误从而造成不良后果。其次,假使实验中遇到不懂的问题,还可以寻求在线帮助,保证了实验的独立完成性。然后,在实验的反复操作过程中,不存在实验器材以及相应原料的浪费。最后,电脑模拟仿真技术在进行一些难度系数较大的实验的时候,可以有很强的真实感。

三、电脑模拟仿真技术应用于电子维修教学的意义

电脑模拟仿真技术运用到实际实验以后,实验中,学生们通过更改一部分的电路参数值,以至于改变主要的电路输入以及输出的性质,清晰地展现电路的变化趋势,从而帮助对电子维修理论相关知识有更大程度的感性上的认识,达到对知识的深层次的理解。电脑模拟仿真技术绘制的图形,结合实际测试数据,能够降低由于不确定因素导致的误差,同时可以观测得出瞬间发生的不容易被观测到的参数。和传统型的实物实验相比较,不难发现:电脑模拟仿真技术一定程度上,不但可以填补传统型实物实验不可以随意变更电路参数的缺陷,而且对于不更换实验元件的大前提下,同等的实验时间内,运用电脑模拟仿真技术进行电子维修实验相应课程教学,学生们在实验的过程中,能够利用变换电路参数,然后观测出性质的曲线型变化,并且观测出相对精准的数据。

电子维修实验教学的真正意义在于:通过学生们的自己动手实践验证理论知识,并且加深理论知识印象,填补理论上的空洞,从而形成自己的电子维修理论基础。将电脑模拟仿真技术和电子维修教学相结合,很好地解决了传统型教学由于时间相对短,学生们无法真正意义上理解电子产品电路的构架和相关原理的问题,更重要的是,利用电脑模拟仿真技术进行电子维修教学最大程度的开发了学生们的潜力,与此同时,激发了学生们的兴趣。

因为学生们对于电子维修理论知识的掌握程度以及熟练状况因人而异,而且学生们的认知能力也存在着一定的差异,直接导致了电子维修教学需要结合各学生实际,因材施教。而电脑模拟仿真技术引进电子维修教学,使得电子维修教学课程内容逐步趋于标准规范、差异化。

四、电脑模拟仿真技术在电子维修教学中的应用

电路与模拟电子技术范文4

【关键词】高职教育;模拟电子技术;教学内容;教学方法

一、《模拟电子技术》课程的地位与特点

模拟电子技术课程是电子信息与电气类专业学生的必修专业基础课,是学习其它后续课程的基础,并且是一门理论性和实践性都很强的课程。同时,模拟电子技术课程又是计算机课程和集成电路应用以及数字电子技术课程的基础内容,它始终反映和跟踪者当今计算机技术发展的最新动态与理论。尤其是EDA和计算机仿真技术的引入,使得它成为一门前沿的、基础的、应用性极强的课程。

模拟电子技术课程是在介绍一些常用的半导体器件的基础上,着重研究电子线路的基本概念、原理和一些基本电路的分析方法。模拟电子技术是学生接触的第一门工程实践性较强的专业基础课,通过理论与实践相结合,使学生获得模拟电子电路方面的基本理论、基本知识和基本技能,培养学生的创新意识、分析与解决工程实践问题的能力。为今后进一步学习、研究和应用电子技术打下坚实的基础。

二、《模拟电子技术》课程的教学现状

模拟电子技术课程具有内容多而且杂,既要求记忆又要求灵活应用、知识更新快的特点,同时由于该门课程理论抽象、电路多、难度系数大且难点呈集中分布,有“魔电”之称。大部分学生在学完这门课程后只是了解一些专业术语,掌握了一些基本电路的原理及计算公式,但理论知识运用不够灵活,稍微复杂的电路图就看不懂了,也不会分析和调试电路,更谈不上设计和制作电路了。

该门课程实践性强,按道理说,学生对实践性强的课程会很感兴趣,但是长期以来,学生对这门课程的学习普遍感到比较吃力,甚至于一些学生由于在学习该课程时产生的畏惧感,导致在以后的学习中凡是遇到和模电有关联的课程时都不自觉的带有畏难情绪,从而影响了后续相关专业课程的学习;对于教师来说。也有许多老师反映该门课程难教,教学效果比较差。另外,课时的不足以及课程内容的陈旧、繁多使得教学理论不能深入,实验流于形式或是根本没有实验课程的安排。

实际上,看似枯燥的课程在理论的运用上又很强的灵活性,对于该课程在教学中存在的问题,已经有许多文献做了探讨,本人根据几年来的教学体会,在提高教学效率及培养学生的学习兴趣的基础上,阐述自己的几点看法。

三、《模拟电子技术》教学改革的探索与实践

1.改革课程内容与体系

教学内容改革的主要思路是:跟踪国内外电子技术理论的发展,加大课堂讲授内容信息量,将课程学习和计算机有机结合起来,拓宽视野,所选教材应符合高职学生的层次,应突出电子技术的应用;同时应做到内容精炼,联系实际。教学中,应将课程重点放在基本电路的分析与应用上,突出集成电路内容,以“分立为集成服务”的原则来处理必要的分立元件电路;应当构建从外部电路来分析电子器件的教学内容;从工程思维的概念出发,不过分追求理论分析的严谨,强调定性概念理解;增加应用电路举例;注重分析规律和思维方法的讲授,分析电路以典型电路为例,实现举一反三;例题与习题的理解、掌握,应达到巩固基础知识、启发学生思路、培养自学能力的目的。

模拟电子技术课程中主要讲述电子技术中最基本的内容,即基本理论、基本知识、基本技能,称为”三基“。具体地说,基本理论是电子电路的原理与分析方法;基本知识是电子器件和电子电路的性能与应用;基本技能是电子电路的实验能力、运算能力和读图能力。先修课程为高等数学、物理、电工学,这三门课程的掌握程度将直接影响模拟电子技术课程的学习。

总之,教学内容的安排应突出基本原理、基本方法,以分立元件为基础,适当加强集成电路相关知识。笔者以本院用的某教材和教学大纲为例。模拟电子技术课程的教学内容的重点是:PN结的单向导电性,半导体二极管的伏安特性、工作原理和主要参数;共射、共集放大电路的静、动态分析;集成运放的基础知识、集成运放构成的运算电路、信号发生电路;功率放大电路;反馈的概念类型、反馈对放大电路的影响;正弦波振荡电路;直流稳压振荡电路。

根据理论教学以实际教育为目的,以够用为尺度的高职教学要求,降低了放大电路的图解分析法、场效应管放大电路、多级放大电路的计算、放大电路频率响应、差动放大电路的分析计算、晶闸管应用电路的教学要求。同时,删去放大电路的频率特性、有源滤波器这两个教学内容。

2.调整思路,推进理实一体化教学

“实验”是理论联系实际的桥梁,是培养学生分析问题、解决问题、提高操作技能,培养协作精神、创新精神等综合能力的主要途径。在传统的实验教学方法中,学生始终处于被动的地位。学生按照规定的时间进入实验室,执行统一的实验步骤,获得进入实验室之前便已知晓的实验结果。这样的实验的确可有可无,难怪有些学生对实验课无兴趣、无动力,把实验课当成“休息课”。

鉴于此,我们对专业教学内容确立以下调整思路:理论实践并重,强化两者融合。按照这一思路,我们精心改革。将《模拟电子技术》和《模拟电子技术实验》(其中理论48学时,实验24学时)改为理实一体化的《电子电路安装与调试》课程,总课时56学时(其中理论实践各占28学时),,并将原来的24学时验证性实验改为28学时的非验证性实验;将78学时的《EDA辅助设计》改为64学时学训交替的《EDA工程应用》(其中理论32学时,实训32学时)。同时,为重视应用能力和基本训练,在本课程的教学计划中开设了一周的《模拟电子技术课程设计》,亦是一种相关的实践教学环节,该环节放在理论与实践课结束后,集中一周进行。通过改革,让学生自主设计和开展实验,从而提高了其挑战性,也极大地激发了学生的创新欲望,对培养学生的实际动手能力和创新精神是非常有利的。

这正好符合张尧学司长“两个系统”讲话精神,“一个系统是培养学生实践动手能力的系统,再一个系统是要培养学生可持续发展能力的基础知识的系统培养,这是两个人才培养体系,这两个体系要灵活的、交叉的进行应用。

3.改进教学手段,将多媒体教学与传统板书结合起来

模拟电子技术课程逻辑性强,教学基础要求高,对电路应用的要求也高。一些电路结构比较复杂,集成化程度高。因此,它比较适合采用与多媒体教学的方式相结合。而多媒体教学的不断完善,又使得它的教学形式更加生动有趣,形象生动,具有观赏性和知识性,便于学生更好横快的融入到教与学的环境中。随着电子技术的迅速发展,新概念、新技术和新设计方法不断涌现,使电子技术基础课程的教学面临着新的挑战,传统的教学方法和教学模式将不能适应现代教学的要求。

多媒体辅助教学以丰富的信息量和极强的表现力迅速走进课堂,成为课堂的主要教学手段,给现代教育注入了活力。但同时多媒体教学也存在弊端:(1)信息保留时间短,稍有疏忽就赶不上趟,不便于学生把握信息的局部和整体之间的关系;(2)信息量大,节奏快,学生的思维处于高度紧张状态,不便于学生深入思考;(3)记笔记受到影响,不便于知识的消化和吸收。为此,我们建立了以多媒体授课为主、以板书为辅的授课方式。我们在模拟电子技术教学课件的制作和使用过程中摸索规律,扬长避短。在课件制作过程中,教师亲自动手,融入教师的学术水平、教学技艺及艺术修养,创建适于高职教学目的特点、教师个人特点和风格的课件,在课堂讲授中,教师适时走动,用生动形象的讲解和丰富的语言适时调控讲课节奏、课堂气氛和学生情绪,声情并茂,充分体现教师的气质、风度和魅力,同时这种教学模式有效的发挥、丰富和提升了多媒体教学的优势,使多媒体辅助教学健康的发展。

4.改变传统教学模式

学生是教学活动的主体,而教师在教学活动中处于主导地位。为提高学生学习模拟电子技术课程的积极性,思维的活跃性,必须摒弃传统的以教师为中心的教学模式,除教师主讲外,应尽可能提高讨论式、启发式、研究式等不同的教学模式采用的比例,充分体现学生在认知过程中的主体作用。我们将以学生为主体的教学模式贯穿课程教学的始终,使整个教学过程在自然流畅、张弛有度、生动活波的气氛下进行。

在教学中开展讨论式教学,教师现提出问题,让学生预习,鼓励学生大胆提出自己的看法,然后围绕问题展开课堂讨论,形成师生互动关系。再由教师根据学生的讨论情况进行归纳整理,对重点、难点内容详细讲解;应用现场教学,教师在现场将理论知识与实际应用联系起来,激发学生的好奇心和学习兴趣,加深理解和记忆,从而培养学生的观察力和分析解决实际问题的能力。

注重启发式教学。教学活动中学生在教师启发下通过自己主动思考获取知识。在教学中调动每个而学生的积极性,是提高学生能力的重要环节。交给学生学习的方法比传授给学生知识更重要。采用启发式教学是调动学生学习热情与兴趣,促进学生个性发展的有效手段。

研究式教学方法是由教师布置研究题目,学生自行查阅资料,在规定时间内,提交研究报告,然后由教师归纳总结。通过研究式教学方法可以培养学生的自主能力和查资料的能力,激发学生的求知欲,同时也为做毕业论文打下基础。

四、结束语

对于高职院校的模拟电子技术这一门课程来说,改革是一个系统工程,包含了许多方面,其中教学内容是基础,教学方法的改进是关键。要突出高职院校的办学特色,提高模拟电子技术的教学效果需要教师们在教学实践中不断地探索和努力。

参考文献

[1]王峰.模拟电子技术教学的几点思考[J].黑龙江生态工程职业学院学报,2009,22(1):127—128.

[2]张文荣.模拟电子技术课程教学新探[J].河北能源职业技术学院学报,2004.9:84—86.

[3]蒋宏.“模拟电子技术”教学改革模式探索[J].电气电子教学学报,2008,30(3):4—5.

[4]孟秀玲,薛海鹰,徐学航.模拟电子技术课程改革的研究与实践[J].电气电子教学学报,2004,26(4):11—14.

[5]刘一兵.高职《模拟电子技术》教学改革探索[J].专业教学研究,2008,3:81—82.

电路与模拟电子技术范文5

关键词:虚拟实验室;电子技术;多媒体

1 实行虚拟实验的必要性

实验教学是课堂教学的延续,随着计算机及多媒体技术、仿真技术和虚拟技术的迅速发展,传统的教学方式已不能适应现代化的实验教学,用现代新技术来改革传统的教学方式已成为大多数人的共识。虚拟电路实验就是结合电子电路的特点,利用计算机构造一个模拟实验环境,通过电路的建立和对数据与电路功能的分析,达到实验的目的和要求。目前,电路的仿真软件很多,如:常用的虚拟电子实验室软件有CircuitMaker、Multisim及Protel。其中Multisim(又叫ElectronicsWorkbench即EWB)软件是比较常见的电子技能训练工具,这些软件是以电路符号来实现的,与实物实验差别很大,而且软件不具有开放性,仿真只能在这些软件本身的环境下实现,无法在多媒体环境下进行。本文构建的“电子电路虚拟实验系统”,实现了仿真技术和多媒体技术的有机结合,它既不同于以往的原理电路的仿真软件,又不同于一般多媒体软件对于实验现象的模拟演示,而是让学生在逼真的多媒体“虚拟场景”中,利用各种“虚拟元件、仪器仪表”任意搭接电路,即时得到仿真结果,学生可以在计算机上自主进行实验,并自动记录实验结果,最终生成标准的电子基础实验报告。

2 工作流程

由于我们的教学主要是理论传授,不需要去开发和设计电路,所以上述的实验流程并不包括电路设计开发部分。但是EDA软件在极大地满足我们的实验要求的基础上,还有非凡的应用潜力,这无疑是个广阔的天地。在计算机辅助教学实践中,学生上机普遍存在两个问题:一是面对众多的计算机,教师难以准确、全面地掌握学生练习的实际情况,及时进行个别辅导;二是难以做到上机时学生之间、师生之间进行交流,使上机操作变成学生自己的活动,影响教学.因此这就要求建立一种虚拟试验的教学模式,使教学信息交流双向化。

3 虚拟实验室的设计

3.1 虚拟实验室所能实现的功能

(1)虚拟实验室作为一个仪器设备和数据等资源的交互。共享以及可交互控制平台,应具有以下功能:虚拟工作台;基于虚拟仪器的用于测量的控件;智能虚拟仪器驱动;可视化自动测试环境;虚拟实验室平台控制系统;系统平台内部的智能决策系统;各类数据库的信息管理系统;虚拟实验室的监控系统;虚拟仪器的管理操作系统;同时还应考虑到系统的扩展性、兼容性等方面具有良好性能的特征。

(2)虚拟实验室作为电子技术基础实验室应具有以下特点:无论是学生还是教师,都可以自由地、随时随地进入虚拟实验室操作仪器,进行各种实验;操作人员通过友好的图形界面及图形化编程语言控制仪器动行,完成对被测试量的采集、分析、判断、显示及数据生成;教师可以根据实验的需要设计出各种虚拟仪器来供学习者自行选择;学生可以根据所学的专业知识,设计实验题目及内容,给出实验方案,在虚拟环境中进行自己感兴趣的实验。

3.2 虚拟实验室的基本组成

虚拟实验室的核心部件是虚拟仪器的硬件主要由计算机、传感器和信号采集调理模块组成,完成对被测信号的采集、传送、显示输出结果。信号采集调理模块主要有数据采集卡、VXI仪器模块、GPIB仪器模块。目前应用较多的是数据采集卡和VXI仪器模块。

3.3 虚拟实验的开设步骤

具体的虚拟模拟电子技术基础实验的开设步骤有三个方面:

(1)学生在已建立的虚拟实验环境中完成基本的电子技术基础实验,掌握用虚拟仪器代替传统仪器来进行数据处理,观察分析实验结果,诊断设备故障等。

(2)学生根据实验要求,自行设计各种软件面板,定义仪器的功能,并以各种形式表达输出结果,进行实时分析。

(3)增加综合性实验,让学生自己选题,拟订方案,设计虚拟仪器检测系统,培养学生的创新和科研能力。

4 实验结果

负反馈放大电路图,开关K1、K2上拔,K3闭合,可以形成电压串联负反馈(同相比例运算器)。开关K1下拔、K2上拔,K3闭合,可以形成电压并联,按要求连接好电路,打开直流电源和信号源,调整其数值,就会看到万用表上显示的输出电压的值。把输出电压的值除以信号源的值,就可以得到由虚拟测试得出的闭环电压放大倍数Auf。然后把测试结果与下框中的理论计算相比较,以判断测试的正确性和存在的误差。同理,也可以算出输入、输出电阻的值。该实验可以通过选项菜单设置相应的电阻。通过一系列电路的测试和数据的读取分析与实物实验所得结果进行比较,得出本文设计的基于电子技术的仿真系统的电子线路虚拟实验能完整、准确、快速地达到所有电子线路课程的要求。

5 结语

虚拟实验,通过多媒体技术和仿真技术的有机结合,虚拟出逼真的实验场景,通过相应数学模型的建立,提供与实际实验的操作方法相类似的实践体验。作为实验教学的重要辅助手段,一方面,可以大大提高实验效率和效果,拓宽学生由感性认识上升到理性认识的途径,使学生在愉悦和主动的思维中牢固地掌握知识;另一方面,能更好地完善实验教学的结构,激发学生的创造性思维。模拟电子技术虚拟实验室的建立和实践,明显提高了实验课的教学效果。虚拟实验室不受时间及空间的限制,学生可以自主地完成实验,具有良好的发展前景。但虚拟实验的实现是一项非常复杂的工作,目前仅仅涉及的是简单数学模型的构建,还有许多理论和技术繁杂问题有待仿进一步的探讨。因此,在现有的条件下,虚拟实验是不可能完全代替实物实验的。实物实验在实验操作过程中的元件参数分散性、误差、噪声等现象都是客观存在的,开放性实物实验的立体直观对于培养学生的真切感受和创造性思维是至关重要的。

参考文献:

[1] 朱洁.多媒体技术教程[M].机械工业出版社,2005.

[2] 卜锡滨.电路与模拟电子技术[M].人民邮电出版社,2008.

[3] 尹仁平,刘刚,汪立新,乔云生.虚拟测频仪的设计与实现[J].中国测试技术,2006(05).

[4] 胡晓峰,吴玲达.多媒体技术教程[M].人民邮电出版社,2005.

作者简介:井超(1996―),男,上海人,沈阳理工大学学生。

电路与模拟电子技术范文6

关键词:模拟电子技术 课程设计 Proteus 仿真

中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.17.094

模拟电子技术课程设计是在我院经过多年教学实践,结合自动化、电气工程及其自动化、电子信息和通信工程专业的培养目标,旨在提高学生的实践技能和创新能力的综合实践教学环节[1],是学好模拟电子技术课程的重要教学环节,同时,给学生提供一个自主创新的平台,锻炼了学生自主分析问题,解决问题能力,培养学生理论联系实际的能力、设计的能力、综合应用的能力、动手的能力等。

电路设计仿真软件以其强大的仿真能力,便于学生学习与应用,是提高学生设计电路水平的有效方法[2-4]。Proteus的仿真是基于SPICE3F5的,能够进行模拟分析、数字分析、混合信号分析、频率分析等相关电路分析[5],在模拟电子技术试验课程设计中引入Proteus仿真软件,利于提高学生动手能力和创新能力,弥补教学资源不足,提高课堂教学的实效性。

1 Proteus软件特点

Proteus是英国Labeenter electronics公司开发的电子线路和单片机系统设计与仿真软件。软件由智能原理图输入系统ISISI(Intelligent Schematic Input System)、虚拟系统模型VSM、高级布线编辑软件ARES三大部分组成。

Proteus具备如下主要特点[6]:

①可以仿真、分析各种模拟器件和集成电路,其最大的特点是可以支持许多型号的单片机仿真,该软件的单片机仿真库里有51系列、PIC系列、AVR系列、摩托罗拉的68MHll系列等。

②提供了虚拟示波器、逻辑分析仪、信号发生器、计数器、电表、Virtual Terminal(使用电脑的键盘和显示器通过串口与外部的单片机系统通讯)等虚拟仪器仪表供选择用。

③能够进行SCH(原理图)与PCB(印制板)的设计。

④能和Keil、MATLAB等软件整合使用,以求达到更好的仿真效果。

2 Proteus在课程设计中的应用

课程设计要求学生利用提供的主要元件:ICL8038、μA741和电位器(由于经费有限)设计出符合要求的函数发生器电路。锻炼学生利用分立元件和集成元件进行模拟电路设计的能力;提高学生综合运用所学的理论知识独立分析和解决实际问题的能力;掌握Proteus仿真、PCB设计、制作实物和安装调试。

函数发生器电路具体要求如下:

①电路能输出正弦波、方波和三角波三种波形;

②输出信号的频率要求可调;

③输出波形的幅度可调。

根据设计要求,该电路主要由波形产生、频率调节和幅度调节等部分组成,总电路原理图如图 1 所示。下面简单说明各单元电路的设计与调试方法。

2.1 波形产生电路的设计

ICL8038是一种能产生三种波形信号的集成芯片。搭配一些调节电路就能产生一定频段的低失真的正弦波、三角波、矩形波等信号。

ICL 8038 的主要特点[7]:

①可同时输出任意的三角波、矩形波和正弦波等;

②频率可调范围:0.001Hz~300kHz;

③输出矩形波的占空比范围:2%~ 98%;

④输出正弦波的失真正:小于1%;

⑤低温度漂移:50ppm/℃;

⑥输出三角波的非线性线性度: 小于0.05%;

⑦输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制;

⑧采用单电源供电时,电压范围是10~30V;采用双电源时,电压可在±5~±15V范围内选取。

2.2 频率和失真调节电路设计

利用ICL8038集成芯片管脚8频率调节功能,设置合适的滑动变阻器RV1和电容C1,来对三种波形频率进行调节;同时利用管脚1和12线性度调节功能,选用合适的滑动变阻器RV2和RV3来进行失真调节。

2.3 幅度调节电路设计

利用ICL8038集成芯片管脚4和5,虽然可以进行一定的波形幅度调节,但是调节幅度范围较小,所以采用在波形产生后,接一个通用集成运放μA741,来进行幅度的调节。μA741采用反相比例运算电路,选择合适电阻R7和滑动变阻器RV5,可以得出电路的放大比例为:RV5/ R7。只要R7 和RV5的阻值选择合适,就可以得出不同的放大比例,满足幅度调节的要求。

2.4 Proteus仿真

利用Proteus提供的虚拟示波器,可得电路的仿真结果如图2。

2.5 PCB设计

利用Proteus 的SCH(原理图)和PCB(印制板)设计功能,设计的布线图如图3。

2.6 安装与调试

利用以上Proteus软件进行的原理图设计、仿真和PCB设计,组织学生亲自动手制作实物。由于Proteus软件强大的功能,使得学生课程设计工作事半功倍,锻炼了学生的独立思考能力,实践动手能力和团队协作能力。

3 结束语

模拟电子技术课程设计是针对学生学完数字电子技术课程和模拟电子技术课程后,开设的综合实践课程,目的在于提高学生对前序课程的理解能力和应用能力,锻炼学生动手能力和自主学习能力。结果表明,利用 Proteus 软件具有的特点,学生在设计电路时,可以多方位思考问题,在教学元器件短缺、经费有限的条件下,充分利用现有资源,设计出符合要求的电路。不仅有利学生进一步学习模拟电子技术课程和数字电子技术课程,而且有利于提高学生解决实际问题的能力和创新能力。最终达到提高学生对已有专业知识的应用能力和培养学生创新意识的目的,并为后续专业课的学习打下牢固的基础。

参考文献:

[1]吴志敏,朱正伟,何宝祥.Multisim10 在模拟电子技术课程实验中的应用[J].实验室科学,2012,(15):113-116.

[2]侯向锋,周兆丰.Proteus在模拟电子技术教学中的应用[J].湖北师范学院学报(自然科学版),2012,(32):113-118.

[3]刘艳,朱昌平,宋凤琴等.模拟电子技术实验教学中的学生实践能力培养[J].实验室技术与管理,2010,(27):110-112.

[4]陈跃华,杜明茜,向启荣.基于计算机仿真技术的电子电路探究性学习[J].实验室研究与探索,2007,(26):49-55.

[5]乔建华,李临生,田启川.Proteus在单片机教学中的应用分析[J].电气电子教学学报,2008,(20):70-73.

[6]杨秀增,肖丽玲.Proteus软件在“模拟电子技术”课程教学中的应用[J].中国电力教育,2012,(2):56-57.

电路与模拟电子技术范文7

1.模拟电子技术传统教学中的问题

将EDA仿真软件应用于模拟电子技术理论和实践教学,提出一种基于EDA仿真平台的理论分析与仿真分析相辅相成、虚拟仿真实验和实际实践相结合的教学模式。通过仿真电路和波形显示,加深学生对理论的理解,有效解决模拟电子技术理论概念抽象,电路分析复杂的难题。同时通过EDA技术的引入,引导学生进行基本电路的分析和设计,为实际电路的设计应用打下基础。

2.EDA技术在模拟电子技术理论教学中的应用

EDA即电子设计自动化,以计算机和仿真软件为工具,可以完成整个电路从系统级到物理级的设计与分析。常用仿真软件有Matlab、Protel、Multisim和PSpice等,考虑到Multisim先进的电路仿真和设计功能且一年级时曾作为学生的自修课程,本次教学研究采用Multisim软件。在模拟电子技术的理论教学中,对于那些概念分析抽象、不易理解的部分,利用Multisim,教师可以构建电子电路模型进行仿真演示,通过波形图和数据直观展示各种参数变化和虚拟故障对电路静态动态性能的影响,具体而又生动,不仅可以加强学生对理论知识的理解,还可以激发学生的学习兴趣,提高课堂教学效果。例如在模拟电子教学中第一次讲解共射放大电路时,很多同学对放大线路中各个节点的波形分不清楚,不知道直流信号和交流信号如何叠加在同一个电路中,电路中各节点信号的相位关系如何觉得难以理解。传统教学中,仅仅靠在黑板上画图讲解,教师难讲,学生难懂,费事费力效果却不好。现在针对这个问题,教师可以通过Multisim搭建基本共射放大电路模型,设置模型参数,观察仿真波形。共射电路输入信号(节点2波形)和输出信号(节点5波形)的反相关系,并且根据波形的峰值可以直接算出电路的电压放大倍数。节点2和节点4波形是静态工作点电压和交流信号叠加信号,c1和c2两个电容起到隔直作用。通过Multisim软件的演示过程,直接把抽象的理论转化成直观的视觉感受,电路各点波形在学生的脑海里留下深刻的印象,教学效果事半功倍。教学过程的前期,可以在课堂上现场建立电路模型,演示如何进行仿真,让学生逐渐掌握Multisim的使用。在教学过程的中后期,随着学生对Multisim软件的熟悉,为了节约课堂时间,可以事先把教材中需要讲解的电路模型搭建好,用到时直接调用即可。通过这种理论教学和软件演示相辅相成的教学方式,使得学生把电路原理、工作波形和数学关系等紧密结合在一起,全面掌握模拟电路的基础理论,更好地理解这门课程。

3.EDA技术在模拟电子技术实践教学中的应用

模拟电子技术在传统的教学过程中,实践教学基本都是基于实验平台操作。实验平台的特点是安全、便于操作,但是平台电路有限,只能覆盖课程教学中一部分基础电路,基于实验平台的实验基本都是验证型实验,且操作过程中平台电路元件易损坏,不能很好地达到锻炼学生动手能力的目的。这就使得学校教学比工程实际滞后,不利于工科应用型人才的培养,造成学生眼高手低,进一步影响学生的就业和发展。因此,模拟电子技术实践教学中引入仿真软件,将平台实验和软件虚拟实验结合,先采用软件对实验进行设计仿真,后平台实验进行实际电路搭建,既加强了学生对理论的理解,又突出了学生的动手能力。实践教学分成两部分,第一部分是基本电路的验证和演示实验,加深学生对书本基础理论的理解。该部分实验相对比较简单,学生主要在实验平台上进行操作,同时以Multisim仿真为辅,对一些在实验平台上难以操作的部分进行仿真验证。如研究静态工作点对电路动态性能的影响,实验平台操作只能观察电路中的一个电阻参数改变对电路输出波形的影响,而在虚拟仿真平台上,可以对电路中所有涉及到静态工作点的元件参数进行更改,进而观察电路波形的变化,并且还可以连续改变元件参数对波形的变化进行实时观测。第二部分是模拟电子技术课程设计,要求学生自己分析设计一个较大规模复杂模拟电路,给出严格的设计思路、理论推导和元件选型依据,在仿真软件平台上搭建出具体电路模型并通过仿真实验验证,然后进行实际电路焊接,充分发挥学生的主体作用,调动学生对该课程学习的主动性、积极性和创造性,提高学生对模拟电路的认识分析能力和创造能力。

4.结论

本文在模拟电子技术教学中引入EDA技术,探索教学改革创新的新手段,将仿真演示融入理论教学,把平台实验和虚拟实验相结合,为课程教学提供了一种新的思路和模式,达到了较好的教学效果。

电路与模拟电子技术范文8

关键词:虚拟仿真技术;电子信息类专业;教学

虚拟仿真技术,是一种借助于计算机进行图形处理,实现图像再现的方法,将其引入电子信息类专业教学中,有助于提高教学质量与学生兴趣,拓展学生的知识面,丰富课堂的教学内容,培养学生的应用创新意识与能力。

一、虚拟仿真技术及其在电子信息类专业教学中的应用优势

虚拟仿真技术在电子信息类专业教学中的应用,主要体现在两个方面,一是虚拟仪器,二是仿真。其中,虚拟仪器利用“软件即仪器”的思路,借助于虚拟仿真软件,实现了一系列仪器的功能。仿真是指借助于模型开展电子信息类实验,通过仿真软件等的模拟功能,模拟实验环境与过程,达到教学实践与理论相结合的目的。

虚拟仿真技术在电子信息类专业教学中的应用,改变了传统的以教师为中心的单项输入式教学模式,通过指导性的虚拟实验设计与自主学习活动设计,增强了学生的主体地位,最大化地节约实验教学成本,打破了时空的限制,可在任何地点、任何时间进行电路仿真,便于利用便携式硬件及虚拟仪器验证仿真结果,极大地提升了实验效果。学生可以借助于虚拟仿真技术迅速完成实验,避免了大量枯燥的反复操作,提升了教学实验测量、显示精度,节约了该环节所需时间,为学生提供了更多实验探索设计的机会,同时,还确保了实验过程的安全性。

二、电子信息类专业教学中虚拟仿真技术的典型应用

1.Multisim软件

该软件是NI公司所研发的一款专业化电子仿真软件,具有操作简便、易上手等优势,其元器件十分丰富,而虚拟实验仪器更是功能强大,不仅提供了万用表、示波器等多种常用仪器,还兼具虚拟网络分析、频谱分析等功能,操作方便。该软件在电路类课程中的应用十分广泛,由于通信子线路课程具有较大的难度,理论知识过于抽象,因此,理论教学无法使学生深刻地理解。若想采用专业化通信设备,就要投入庞大的资金,这也是很多学校无法承担的,因此,可以借助于虚拟仿真软件模拟实验过程。

例如,在讲解调制解调器时,为了帮助学生理解三种调制,可以利用Multisim软件进行二极管桥型调幅电路的绘制,借助于“虚拟示波器”XSC1,就调幅信号所观测到的波形进行展示,这样学生可以清晰地看到波形变化与调载幅度变化保持一致,频率、相位并没有发生变化,学生可以对任意参数进行修改,并对波形变化规律进行观察,无需担心会对测试仪器造成破坏。利用该软件帮助学生学会如何使用虚拟示波器,再碰到实物示波器时,学生就能从容地操作了。

2.Proteus软件

该软件包括ISIS、ARES两个软件,其中,ISIS是一款电子系统仿真软件,能够对模拟、数字、模数混合电路进行仿真,并对微控制器系统及其电子元器件进行仿真,实现了软硬件的充分结合与实时仿真。以单片机课程中的LED点阵为例,其虽然结构较为简单,但加上驱动电路,要想使学生理解其显示原理仍较困难。可以利用Proteus软件,绘制8×8点阵电路图,点阵行采用74LS245作为驱动,由P2口进行控制,点阵列由P1口进行控制,并动态显示出来,再将源代码装入单片机,即可实现模拟仿真。采用该软件仿真极大地调动了学生的兴趣,便于其更好地理解LED显示原理。

3.MAX+plus II软件

该软件包括设计输入、处理、校验、编程下载等四大部分,提供诸如VHDL、AHDL等多种硬件设计的输入语言功能。该软件为硬件编程提供了条件,实现了硬件的在线升级,可以根据自身需求设计出独一无二的集成电路,因而在数字电子技术课程中有广泛的应用。例如,在设计一位全加器时,包括三种输入ain、bin、cin和两个输出sum、cout,通过绘制其内部原理图,软件可自动生成全加器逻辑符号,并对其逻辑波形进行观察。通过对波形时序关系进行分析,明确所设计全加器是否存在错误,是否需要修正。若无问题,可以选择菜单中的芯片型号,如选取EPM7128SLC84-15芯片,并对管脚重新加以分配、定位,将编程进行下载,完成操作过程。

三、结语

如今,虚拟仿真技术已经成为创新型电子信息类专业人才培养的必要手段。通过虚实结合、虚实互补模式,提高学生综合应用、工程实践与创新的能力,同时,实现了电子信息类专业教学资源的开放化与深度共享,全面提高电子通信类专业的教学效果。

参考文献:

电路与模拟电子技术范文9

[关键词\]虚拟仿真实验;电子线路;教学实践

[中图分类号\]G712 \[文献标识码\]A \[文章编号\]2095-3712(2014)24-0039-02\

随着电子技术的不断发展和新技术的不断出现,电子线路的教学内容也在不断地发生变化。一方面,以前教学以分立元件为主,而现在大规模、多功能集成电路等所占内容的比重在不断增加;另一方面,随着教育信息化的不断发展,EDA仿真技术被逐渐引入电子线路课程的教学中,这让职校学生对当代电子电路的设计及制作有了一定程度的了解,应该是当前电子电路课程改革中的一个要点。

一、选题的意义

1.在教学中引入虚拟仿真实验,紧跟当今计算机技术发展的趋势,能够实现多媒体技术和传统教学的结合。

2.在教学中引入虚拟仿真实验,可以充分发掘教材资源,进行更多更全面的课堂演示,提高课堂效率。

3.开展EWB的电工、电子实验,可以进一步加强实验教学,增强实验效果。

4.可以为中职电工电子的远程教学提供一个很好的学习课件平台。

二、课题研究的核心概念及界定

(一)课题的核心概念

虚拟仿真实验是利用计算机构造一个实验模拟环境,通过建立电路、仿真电路功能和对数据进行分析而达到实验效果的一种新的实验方法,它有助于学生更好地理解理论教学内容。

(二)课题界定

本课题研究,利用EDA技术,将虚拟实验更好地作为传统电子技术实验的补充与电子线路教学有机结合,使中职学生初步掌握仿真软件技术。虚拟实验内容与教材紧密联系,全面地概括了电子线路所学的知识点,将课堂内容具体化,能够达到有效辅助课堂教学,提高课堂教学效果的目的。

三、课题研究的目的

1.以提高教学质量为出发点,探究将虚拟仿真实验运用到《电子线路》的实际教学的可行性与有效性。通过实践,运用EWB仿真软件进一步改进电子线路的教学过程和教学方法,使之向更合理的教学模式发展,并力图通过不断总结教学经验,努力提高课堂教学效果。

2.以解决教学资源问题为基本点。由于学校电子类、机电类、计算机类专业都开设了数字电路、模拟电子线路课程,学生数量大,实验设备设施就显得捉襟见肘,不能满足教学需求,因此引入虚拟仿真实验可以弥补现有教学资源的不足。

3.以师生共同发展为立足点。以EWB为基础的仿真实验,提高了学生的识图读图能力以及使用常用电子仪器的能力;教师通过教学,增强了学生应用仿真软件的能力,提高了电子线路教学的课堂教学质量。同时,教师积累了教学素材,丰富了教学资源。

四、课题研究的主要内容

1.对职业学校学生学习《电子线路》前导性知识水平进行调查与分析。主要利用问卷调查,了解职业学校学生学习《电子线路》前导性知识的水平。

2.在《电子线路》教学中采用EWB仿真软件教学的实践研究。在电子线路教学中,采用典型模拟电子电路的虚拟仿真、典型数字电子电路的虚拟仿真,并不断进行总结经验。

3.改进电子类专业课的课堂教学方法。由于虚拟实验室加入了教学的环节,打破了传统的教学流程,通过该课题的实验,改进电类专业课程的课堂教学方法与手段,将理论教学与实践教学有机融合。

五、课题研究后的反思

(一)创新教学方法,提高电子类专业课堂教学效果

职业教育的特点是强化理论联系实际,但是在传统教学中,不少教学内容“看不见、摸不着”。通过电路内部电路工作仿真和波形观察,在让学生充分观看、比较的基础上,教师再辅之以必需的分析讲解,“抽象”的内容变得生动形象了,教学目的也就达到了。把EWB仿真技术引入电子类课程的教学中,改进了教学方法,提高了教学效果。学生积极参与,自己动手操作,从而加深了对原理的理解和掌握,从而提高了学生的学习效果。

(二)发挥创造性思维,培养学生的创新能力

电子线路实验教学的目的是提高学生的分析、判断及创新能力。在传统的电子线路实验教学中,学生运用自己所学的知识设计新颖的电路是一件很困难的事。而虚拟实验有更为优秀的分析技术,例如在很多仪器仪表中引入指针,使实验数据更易获得,实验现象更为明显,Multisim 2001中又具有经典的仿真分析方法,这样实验可锻炼学生的动手能力。

(三)通过不断实践,提高教师的业务素质和专业水平

虚拟仿真实验教学是教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容,是学科专业与信息技术深度融合的产物。虚拟仿真实验教学要求教师以全面提高职业学校学生创新精神和实践能力为宗旨,其自身具有先进的教育理念,较高的学术水平和丰富的实践经验。通过引入仿真教学,不仅推进了实验教学的信息化建设,还推动了学校实验教学的改革。将Multisim技术应用到电子实验教学中,教师通过仿真模拟电路的各种特性,讲解不同参数的改变对电路的影响。通过这样的仿真实验,可以把电子技术的理论教学和实验教学有机结合起来,同时也提高了教师现代信息技术的运用能力和实际电路的操作、分析能力。

(四)反思不足之处,以求更多突破

仿真实验虽然是辅助教学的重要手段,但这并不意味着仿真实验可以解决教学中的所有问题。在教学中难免会出现一些意想不到东西,因此要求教师课前多思考,尽量对可能出现的问题进行预见,上课时多观察,及时处理出现的问题,把问题解决在萌芽状态,课后多总结,做好记录。本课题的研究重点是仿真软件在电子线路课程中的应用,对教学内容关注较多,而对教学组织的安排、课堂结构模式的研究还不够深入,这些问题需要在课题下一阶段的研究中重点关注。

总之,中等职业学校在电子线路教学中利用EDA仿真技术的教学改革是一个不断探索和实践的过程,只要我们不断坚持改革和创新,从提高学生的实践、创新、创业等能力的实际需要出发,就一定能够探索出适合中等职业学校电子线路课程教学的新方法。

参考文献:

\[1\] 沙春芳.Multisim在电路仿真中的应用\[J\].现代电子技术,2001(11).

\[2\] 孙志雄,王冬.应用Multisim优化中职电工电子课程教学的实践\[J\].琼州大学学报,2002(4).

\[3\] 白菊蓉.Multisim应用于电路分析实验教学的研究\[J\].西安邮电学院学报,2006(1).

\[4\] 朱力恒.电子技术仿真实验教程\[M\].北京:电子工业出版社.2003.

\[5\] 康光华.电子技术基础(第三版)\[M\].北京:高等教育出版社,1995.

\[6\] 任为民.电子技术基础课程设计\[M\].北京:中央广播电视大学出版社,1997.

电路与模拟电子技术范文10

关键词:模拟电子技术;虚拟项目教学法;应用

虚拟项目教学法与传统的教学方法相比,它主要是根据项目的准备、设计、评价以及仿真展开教学。这样的教学方式不仅降低了教学的成本,而且还能够使学生亲自参与到实际的项目中,这样可以有效的提高学生学习的积极性和主动性。因为虚拟项目教学法是以计算机中的仿真软件为载体完成教学的,模拟电子技术课程的专业性比较强,所以,在模拟电子技术教学的过程中通过Mulitisim应用虚拟项目教学法来提高教学质量和效率。

1虚拟项目教学法简述

虚拟项目教学法主要指的是学生按照项目要求通过仿真软件对具有实践性项目进行实施的一个过程。教师在教学的过程中首先把学生分成不同的小组,然后指导学生计划项目并分工合作最终完成该项目。

虚拟项目教学法的主要特点是以项目为目标、以教师为指导、以学生为主体,把电子电工仪表和电子元器件运用计算机仿真软件虚拟化,继而将这些仪表和元器件综合起来,从而达到虚拟电子技术实践性教学的目的。虚拟项目教学法通过学生对项目的互相协作、主动参与以及创新探索过程培养了其学习的能力,而且还凸@了学生自主学习和合作学习的能力。模拟电子技术的教学使学生由传统的被动接受转变成为了主动学习。在进行教学之前,教师首先要确定项目选择具有实践意义和价值的项目并制定项目的实施方案,然后通过教师的指导,学生按照项目实施计划结合自己对项目的理解来完成该项目,最后总结、分析和评价该项目的实施过程。模拟电子技术课程的实践性很强,在进行教学的时候教师应该注重培养实践与理论相结合的专业技术人才。

2虚拟项目教学法在模拟电子技术教学中的具体应用

项目教学法是教师和学生通过对项目进行完整的实施来进行教学,它主要经历三个阶段,即项目的准备、实施以及评价阶段。下面笔者以“扩音机的制作”项目为例来阐述项目教学法在模拟电子技术教学中的具体应用。

2.1项目的准备阶段和设计阶段

项目教学法在模拟电子技术教学中能否成功最关键的就是如何设计出合适的项目任务,这就要求教师必须充分的考虑到以下几个方面:该项目是否能够充分的调用学生已经掌握的知识、该项目是否能够激发学生的兴趣、怎样才能通过该项目加强学生之间的合作学习和沟通能力、该项目怎样提高学生的自主学习能力、怎样让学生将其所掌握的知识与实际项目联系起来、该项目能否增强学生的自信心等等。

在进行模拟电子技术教学的过程中,当讲到功率放大电路内容的时候教师设置了“扩音器的制作”这一项目的任务。因为在我们日常生活中扩音器随处可见所以会激发学生浓厚的兴趣。在实施项目的时候对电子电路仿真、电路分析、模拟电子技术、电路板设计和制作等方面的知识进行了综合运用,而且该项目比较容易完成,学生通过对项目的实施增加了其成绩感。教师在提出项目之后,学生就必须针对该项目任务进行相关文献资料的查阅、整理以及分析,然后把该项目的任务分解成为一些小的任务,例如设计电路、测试购买元器件、调试焊接电源电路、调试焊接扩音机电路、调试整机等。

2.2项目的具体实施阶段

在学生对项目目标明确之后就应该试着画出相应的扩音器电路图,接着再设计原理图。在设计电路的过程中,教师应该首先讲解功率放大电路和电源的原理知识,让学生自己对单电源和双电源进行比较和选择,然后通过教师的指导进行学生的分组,学生以小组方式进行交流和讨论并确定最终的项目实施方案,画出相应的电路原理图并仿真。学生在设计的时候可以借鉴已经设计好的扩音器电路,但是不可以完全照搬。学生按照设计好的方案运用仿真软件确定元器件的参数,然后再去购买符合本项目的元器件,在购买的过程中需要检测元器件的质量。

学生根据自己已经掌握的知识设计制作电路板,并对其进行组装调试。在对电路板进行组装的时候,教师需要向学生讲解现代电子产品装配的工艺流程,并提醒学生要具有质量管理意识。在对电路进行焊接的时候,培养学生通过运用吸锡器和电烙铁进行茶庄和焊接元器件。在进行调试的时候,首先要调试电源和扩音器电路部分,然后再调试整机,此过程要求学生熟悉调试电子产品的步骤和示波器、万用表等仪器的操作。在调试制作的过程中,对于遇到困难的学生教师应该及时进行指导,并融入电路板制作、电路设计方法等内容的讲解,从而使学生通过自主学习获得全面系统的知识。

2.3项目的总结评价阶段

在完成项目任务之后就进入了项目的总结评价阶段,首先学生通过自己在完成项目过程中的表现和项目方案的执行情况进行自我评价,接着小组之间进行互评,并总结该过程中出现的问题及产品优势和缺点,学生还需要写项目总结报告。最后,教师根据项目的效果、创新性以及小组合作情况和学生解决问题的能力等方面进行综合的评价。在进行项目教学的过程中,学习过程实际上是学生主动参加的具有创造性的实践活动,它注重的完成项目的过程。教师在此过程中应该以指导和鼓励为主。

3结语

综上所述,作为新型的教学方式,项目教学法对于教师和学生而言都具有挑战性。项目教学法拥有独特的优势,但是它也有不容忽视的弱点。就教学内容而言,不是所有课程中的任意章节都适合运用项目教学法。在进行教学的过程中,教师应该结合实际的教学情况和教学内容运用科学合理的教学方式,切勿盲目套用。

参考文献:

[1]李渊洋.在模拟电子技术教学中虚拟项目教学法的应用[J].时代教育,2012(12):21.

电路与模拟电子技术范文11

关键词:模拟电子技术;实验教学模式;课程改革

模拟电子技术是电类专业的一门实践性较强的专业基础课程,既注重理论又强调实践。实验教学作为这门课程的重要组成部分,不但能提高学生综合应用能力,也能培养学生的创新能力。随着新技术的应用,改革传统的实验教学模式势在必行。

一、当前模式拟电子技术实验教学模式存在的不足

模拟电子技术作为一门专业基础课程,其实验部分不仅对理论教学起到辅助作用,还可以培养学生的综合应用和创新能力,但是就目前来看仍然存在不足。第一,教学方式简单,形式单一。传统的模拟电子技术实验大多采用教师先讲解实验步骤和方法,甚至进行演示操作,然后学生按部就班地完成实验数据的测试。这种灌输式的教学方法虽然使学生完成了实验内容,但是学生却不能完全掌握实验的目的和实验反映的理论知识,更无法提高学生的实验能力。第二,实验内容缺乏综合性和创新性。模拟电子技术实验设置了较多的验证性实验,有的实验内容随着电子技术的发展已失去先进性。学生只是被动地完成电路构建和数据测量,缺乏数据分析和处理的能力。长久以往,当学生真正面对综合性电路时就无所适从,导致教学效率低下。第三,缺乏有效的评价机制。学生实验能力的评价主要依据实验报告。而实验报告不能反映出学生实验的过程,仅仅只能从文字上看到学生的实验结果。同时,学生为了获得更高的评价而编造、抄袭数据,缺少了对实验现象、数据的思考,也不利于学生创新能力的培养。

二、提高模拟电子技术实验教学质量的措施

(一)改进教学方法,丰富教学手段

灌输式的实验方法降低了学生的学习热情,导致教学质量低下。所以,教师应采用灵活多变的教学方法。例如,设计多级放大电路实验,先回顾各种单级放大电路的特点,然后提出如何获得同相输出、反向输出,引导学生再次回顾输入输出阻抗等问题,做到实验内容相互独立而又环环相扣,让学生学习每个单元电路的同时,也了解了综合性电路设计的方法,从而培养学生的综合能力。

(二)革新教学内容

模拟电子技术实验教学内容应删减掉落后的部分,增加前沿的内容。同时,尽量减少验证性实验,增加综合性实验,提高学生分析问题、解决问题的能力。第一堂课布置大型作业,即涵盖模拟电子技术大部分内容的系统电路,如“串联型直流稳压电源”这个题目。完成大型作业由课内和课外两个部分组成。课内部分:每次教学内容涉及到“串联型直流稳压电源”的,教师讲解下电路的要求、方法等。课外部分:根据课堂讲解的要求、方法,学生利用课外时间完成电路设计、制板、安装和调试等一系列工作。在这个过程中,教师对出现的疑惑进行解答,并给予学生及时的帮助。虽然这种综合性实验有一定难度,但对提高学生动手能力,培养其创新能力具有重要意义。

(三)改革考核方式,加强对学生实践过程的考核

仅凭实验报告考核学生实验能力具有一定的局限性,应采取客观有效的评价机制来考察学生的学习效果。这种考核方式既要关注学生对理论知识的掌握程度、实验的熟练程度,更要注重学生在实验过程表现出的思维能力、观察能力、分析能力和创新能力等。考核方式一:每次实验就是一次考核。每次实验,根据学生完成情况评定等级,包括实验方法的熟练程度、理论掌握程度和数据处理能力等;考核方式二:以问答形式进行考核。教师讲解某个问题时,可以以提问的方式让学生提出对问题的看法、存在的不足、解决方案等。通过这种考核方式来了解学生的实验掌握情况,以便在后续实验中进行针对性的教学,从而有效提高实验的质量;考核方式三:大型作业。大型作业是综合检验学生模拟电子技术实验掌握情况的重要措施,重点考核学生在设计电路时有无改进、创新,通过这种考核方式进一步加强学生的创新能力。

三、结语

模拟电子技术实验对理论教学起到了重要的辅助作用,同时也能检验学生综合实践应用能力和创新能力。教师要在今后的教学实践中不断改进、创新教学模式,为模拟电子技术课程适应新时代的需要而不懈努力。

参考文献:

[1]冯晓艳,谢子殿,郭明良,等.模拟电子技术实验教学改革的探索与实践[J].课程教育研究,2015(23):249.

[2]张小林,周美华,李茂康.综合性、设计性实验教学改革探索与实践[J]实验技术与管理,2007,24(7):94-96.

[3]常春耘,陆南.实验教学存在的问题及改革措施[J].实验室研究与探索,2006(2):235-237.

电路与模拟电子技术范文12

关键词 模拟集成电路 CAD 教学改革

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1002—7661(2012)21—0006—01

在当今信息时代,微电子学的应用已经渗透到国民经济的各个领域。集成电路( Integrated Circuit, IC)作为微电子技术的核心,是整个信息产业和信息社会最根本的技术基础。发展IC产业对提高技术的创新基础和竞争能力具有非常重要的作用,对国民经济发展、国防建设和人民文化生活等各方面都发挥着巨大的作用,也是一个国家参与国际化政治、经济竞争的战略产业。模拟集成电路是现实世界和数字化系统之间的桥梁,是现代信息化系统的关键技术之一。发展电子信息化,必须发展模拟IC技术。为了提高我国模拟IC电路的水平,不但要在产业化方面做出巨大的努力,还需培养出更多的高质量人才。事实上,模拟集成电路设计是一个实践性较强、实践内容多的微电子学专业的专业方向,因而在教学课程设置时不仅要努力加强理论教学,还需加强实践教学,提高学生的实践动手能力。《模拟集成电路CAD》课程作为模拟集成电路设计方向的核心基础课程,其教学的好坏关系到学生在模拟集成电路设计方面的发展前景。在此背景下,根据重庆邮电大学光电工程学院微电子学专业的实际情况,结合笔者多年集成电路实际工程经验以及多年教学实践,拟从以下几个方面对《模拟集成电路CAD》课程的教学改革进行探索。

一、理论教学,以培养学生分析设计能力为目标

《模拟集成电路CAD》是模拟集成电路设计方向的一门核心基础课,与其他电路基础课一样,具有承上启下的作用。而模拟集成电路具有概念细节多、理论较抽象、工程特征突出、电路结构多样等特点,在学习中学生普遍反映较难学习。在设置授课内容时,不仅要夯实专业基础和培养学生的分析与设计能力,还要尽量避免与《模拟CMOS集成电路》等课程的知识重复的问题。

根据教学大纲以及课程内容设置原则,《模拟集成电路CAD》理论教学定为32学时,并将讲授内容分为以下几部分:第一部分,MOS仿真模型及CMOS模拟集成电路CAD;第二部分,单元电路设计、仿真及分析;第三部分,偏置电路设计、仿真及分析;第四部,跨导放大器设计。在授课过程中,以简单CMOS模拟集成电路基本单元分析为主,复杂CMOS模拟集成电路分析为辅;以分析能力培养为主,设计能力培养为辅;激励学生CMOS模拟集成电路设计的兴趣。

二、实验教学,以培养学生实践动手能力为目标

实验教学的目的在于培养学生建立起CMOS模拟集成电路设计流程的概念、熟练掌握各个环境的工具使用,能解决模拟集成电路设计仿真过程出现的问题,促使理论知识的理解和深化,因而设置合理的实验体系具有重要意义。同时,Cadence、Synopsys、Mentor等最主流集成电路设计工具厂商提供的EDA工具是目前集成电路设计公司最广泛使用的工具。为了使学生在毕业后能很快适应岗位、能尽快进入角色,有必要使学生学习使用这类先进的EDA工具,从而真正帮助学生掌握CMOS模拟集成电路设计技术。根据这一原则,《模拟集成电路CAD》实验教学定为32学时,并开设如下几个实验:实验一,IC设计工具—Cadence的ADE与版图大师等的使用;实验二,CMOS两级运算放大器的设计、版图绘制与验证;实验三,CMOS带隙基准参考的设计、版图绘制与验证。在实验过程中,一人为一组,有利于培养学生的独立思考问题、解决问题的能力。

三、改革教学方法,丰富教学手段

教学内容体系确定后,采用什么样的教学方法与教学手段是非常重要的。采用有效的教学方法并结合先进的教学手段,不仅有利于培养学生获取知识的能动性,而且有利于培养学生独立发现问题、分析问题以及解决问题的能力,实现以教为中心到以学为中心的转换,突出学生在学习过程中的主动性,从而获得好的教学成果。

针对CMOS模拟集成电路具有概念细节多、理论较抽象、工程特征突出、电路结构多样等特点,在(下转第10页)(上接第6页)教学手段上以多媒体教学为主,传统黑板板书为辅,同时在课堂上以动画的形式展现当前CMOS模拟集成电路设计趋势及其技术特点,从而达到提高课堂教学质量的目的。

四、考核方式的改革

考核是对学习的结果做出评估,是反映教学效果的手段。而课程开设能否达到既定的教学目标,课程的考核方式有着比较重要的作用。传统的考核方式为试卷笔试与平时成绩结合的方式。针对《模拟CMOS集成电路》课程特点,考核方式作如下尝试:结合课程的专业特点,采用提交论文和现场答辩相结合的考核方式。针对课程的重点知识点,设计几个课外小题目,让学生通过查阅相关文献资料,完成电路设计并撰写小论文,从而增强学生独立思考与实践动手能力。在每个题目完成后,教师要求学生在提交论文时做好答辩ppt,并利用专门时间进行5分钟左右的答辩,并接受教师和同学的提问。这样可以引导学生更加重视实践性环节,强化技能水平的提高。

教学过程是一个不断探索、总结与创新的过程。要实现《模拟集成电路CAD》这门课的全面深入的改革,还有待与同仁一道共同努力。在今后的教学实践中,笔者将加强与同行交流学习,进一步完善教学内容、教学实践、教学方法、教学手段以及考核方式等,以期改善教学效果。

参考文献:

[1]徐世六.军用微电子技术发展战略思考[J].微电子学,2004,34(1):l—6.